ygug

TEMA 1 – Enginyeria i Màquines Tèrmiques

- Tema 1 Energia i transformacions energètiques
Energy and energetic transformations

Laboratori de Màquines Tèrmiques©

1

TEMA 1 – Enginyeria i Màquines Tèrmiques

Índex
•

Fonts d’energia
Energy sources

• Sistemes de acumulació d’energia
Energy accumulation systems

•

Evolució de la demanda energètica
2
Evolution of energydemand

•

Conversió d’energia i eficiència
Energy conversion and efficiency

Laboratori de Màquines Tèrmiques©

2

TEMA 1 – Enginyeria i Màquines Tèrmiques

Fonts d’energia

Energy sources

Definició: És la facultat o habilitat que posseeix un sistema per a produir treball.
Definition: Ability of a system to produce work

•

Solar
– Fòssil Fossil
• Carbó, Petroli, GasNatural, etc.
Carbon, petroleum, city gas

–

Terrestre Earth
• Hidràulica, Eòlica, Biomassa, Insolació Directa, Termotalàssica, Estancs solars (salinitat
2
funció de la profunditat)
Hydraulic, Wind, Bio-mass, Direct Insolation, Thermo-thalassic, Solar ponds (salinity function of depth)

•

Interacció Gravitatòria
– Marees Tidal

•

Geotèrmica

•

Gravitatory InteractionGeo-thermal

Nuclear
– Nuclear Potencial Nuclear Potential
• Elements fusiónables Fusionable elements
• Elements fisiónables Fissionable elements
– Nuclear Activa Nuclear Active
• Radioactivitat Radioactivity

Laboratori de Màquines Tèrmiques©

3

TEMA 1 – Enginyeria i Màquines Tèrmiques
Sistemes d’acumulació d’energia

Energy accumulation systems

Turisme : Car
massa = 800 Kg
100km/ h → 0km / h;
2

1
1
km 1.000m 

E Frenada = ·m·v 2 = ·800 Kg ·100 ·
 = 0,309MJ
2
2
h 3.600s 

E 0,309MJ
2
t = 3s; Pot = =
= 0,103MW
Camió : Truck
t
3s
massa = 40.000 Kg
90km / h → 0km / h;
2

E Frenada → ηt → Acumulació
Brake energy

1
1
 km 1.000m 
EFrenada = ·m·v 2 = ·40.000 Kg · 90 ·
 = 12,5MJ
2
2
h 3.600s 

E 12,5MJ
t = 20 s; Pot = =
=0,625MW
t
20s

Accumulation

Laboratori de Màquines Tèrmiques©

4

TEMA 1 – Enginyeria i Màquines Tèrmiques
Sistemes d’acumulació d’energia

Energy accumulation systems

Dues visions diferents
Two different views
•

•

Acumulació Tèrmica

Mechanical accumulation

Thermal accumulation

•

Acumulació Mecànica
–

Cinètica (Volants d’inèrcia)

–

Potencial

Kinetic(Inertial wheels)

Acumulació Nuclear
Nuclear accumulation

–

Potential

Atòmica

•

Recipients a pressió

•

Bomba neumàtica

Atomic

•

Acumulació Química
Chemical accumulation

–

Molecular

Pressurized containers
2

Hydraulic bomb

•

Chemical accumulation

–

Molecular

•

Acumulació Química
Synthetic fuels

Acumulació Potencial estàtica

•Gasolina Sintètica (CXHY)

•

Static potential accumulation

–

Combustibles sintètics

Hidrogen

Synthetic gasoline

Gravitatòria

Hydrogen

Gravitational

–

Electrostàtica

•

Electric accumulation

Electrostatic

•

–

–

Kinetic

Magnetic

Laboratori de Màquines Tèrmiques©

Piles Elèctriques

Batteries

Cinètica
Magnètica

BateriesCapacitors

Dynamic accumulation

–

Condensadors

–

Acumulació Dinàmica
–

Acumulació Elèctrica

Electric cells

•

Acumulació Tèrmica
Thermal accumulation

5

TEMA 1 – Enginyeria i Màquines Tèrmiques
Demanda Energètica i Rendiment

Energy demand and efficiency
E utilitzada = 27,8
E perduda = 35,0

Flux d’energia als Estats Units
United States energy flux

η=53,7%η=50,5%
E utilitzada = 15,0
E perduda = 14,7

η=44,3%
2

E utilitzada = 7,9
E perduda = 6,8
1950

1970

1990

Unitats expressades en milions de bbls day Oil;
1 bbls day Oil 1 barrel of Oil cada dia durant un any
1 barrel of Oil 6,18·109 Joules
27,8 Milions de bbls day Oil, equival a 6,2713·1019 Joules a l’any
Laboratori de Màquines Tèrmiques©

6

TEMA 1 – Enginyeria i...